大学课件-特种加工技术

思考并回答1.如何在淬火钢上加工一个直径为6mm，深为10mm的定位销孔？2.如何在厚12mm的硬质合金板上加工一个四方形或六角形的型孔？3.如何在中碳钢上加工一个直径为1mm，深为100mm的小孔4.有哪些方法可以在0.2mm厚的不锈钢板上加工出一排20个直径为0.1mm的小孔？5.有哪些方法可以在0.1mm厚的钨箔上加工出直径为0.05mm的微孔？第一章概论第一节特种加工的产生及发展一、定义特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料的去除、变形、改变性能或镀覆等。第一章概论第一节特种加工的产生及发展二、产生及发展1943年，前苏联鲍.洛.拉扎林柯（BP）夫妇首次发现电火花放电腐蚀金属现象；20世纪50年代中期，我国已设计研制电火花穿孔机等；20世纪50年代末期，电解加工开始在原兵器工业部采用；20世纪50年代末期，我国曾出现“超声波热”；1963年哈尔滨工业大学最早开设特种加工课程和实验；1979年我国成立全国性的电加工学会；1997年，电火花1000台，线切割3800台，企业50家以上。2006年，电火花3000台，线切割40000台，企业200家以上。第二节特种加工的分类一、分类第二节特种加工的分类一、分类第二节特种加工的分类二、各种方法比较第二节特种加工的分类二、各种方法比较第二节特种加工的分类三、特种加工应用第三节特种加工产生的影响及发展趋势（1）提高了材料的可加工性；（2）改变了零件的典型工艺路线；（3）改变了试制新产品的模式；（4）对新产品零件的结构设计带来了很大的影响；（5）对传统的结构工艺性需要重新衡量；（6）特种加工已成为微细加工和纳米加工的主要手段；一、特种加工对材料加工性和结构工艺性的影响

第三节特种加工产生的影响及发展趋势二、特种加工存在的问题发展趋势

1．特种加工存在的问题（1）某些特种加工（如超声加工、激光加工等）的加工机理还不十分清楚，其工艺参数的选择、加工过程的稳定性均需进一步提高。（2）有些特种加工（如电化学加工）在加工过程中产生的废渣、废气若排放不当，会产生环境污染，影响工人健康。（3）有些特种加工（如快速成形、等离子弧加工等）的加工精度及生产率有待提高。（4）有些特种加工（如激光加工）所需设备投资大、使用维修费高，有待进一步解决。第三节特种加工产生的影响及发展趋势2．特种加工的发展趋势（1）按照系统工程的观点，加大对待加工的基本原理、加工机理、工艺规律、加工稳定性的深入研究力度。同时，充分融合以现代电子技术、计算机技术、信息技术和精密制造技术为基础的高新技术，使加工设备向自动化、柔性化方向发展。（2）从实际出发，大力开发特种加工领域中的新方法，包括微细加工和复合加工，尤其是质量高、效率高、经济型的复合加工，并与适宜的制造模式相匹配，以充分发挥其特点。（3）污染问题是影响和限制有些特种加工应用和发展的严重障碍，必须花大力气利用废气、废渣，向绿色加工的方向发展。可以预见，随着科学技术和现代化工业的发展，特种加工必将不断完善和迅速发展，反过来又必将推动科学技术和现代工业的发展，并发挥越来越重要的作用。思考题思考题答案思考题答案思考题答案习题1-2何谓特种加工？有哪些主要方法？

1-3为什么特种加工能用来加工难加工的材料和形状复杂的工件？

1-4机加工工艺和特种加工工艺之间有何差别？如何处理？

1-5试举例几种采用特种加工工艺后，对材料可加工性和结构工艺性产生重大影响的实例。

1-6从特种加工的产生和发展举例分析科学技术中有哪些事例是“物极必反”？有哪些事例是“坏事变好事”？第二章电火花加工的基本原理及设备2.1电火花加工的基本原理及其分类2.2电火花加工的机理2.3电火花加工的一些基本规律2.4电火花加工用的脉冲电源2.5电火花加工的自动进给调节系统2.6电火花加工机床2.7电火花穿孔成形加工2.8其他电火花加工2.1电火花加工的基本原理及分类

一电火花加工的基本原理 电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。图2-2电火花加工原理图2.1电火花加工的基本原理及分类

一、电火花加工的基本原理

1、工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，这一间隙随加工条件而定，通常为0.01~0.1mm。如果间隙过大，极间电压不能击穿极间工作介质，因而不会产生火花放电；如果间隙过小，很容易形成短路接触，同样也不能产生火花放电。为此，在电火花加工过程中必须具有工具电极的自动进给和调节装置，使其和工件的加工表面保持某一放电间隙。2.1电火花加工的基本原理及分类一电火花加工的基本原理

2、图2-1上部为脉冲电源的空载、火花放电、短路电压波形，其下对应地为空载电流、火花放电电流和短路电流波形。图2-1脉冲参数与脉冲电压、电流波形

（1）脉冲宽度ti(μs)

脉冲宽度简称脉宽(也常用ON、TON等符号表示)，是加到电极和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间(如图2-1所示)。为了防止电弧烧伤，电火花加工只能用断断续续的脉冲电压波。一般来说，粗加工时可用较大的脉宽，精加工时只能用较小的脉宽。

（2）脉冲间隔to(μs)

它是两个电压脉冲之间的间隔时间(如图2-1所示)。间隔时间过短，放电间隙来不及消电离和恢复绝缘，容易产生电弧放电，烧伤电极和工件；脉间选得过长，将降低加工生产率。加工面积、加工深度较大时，脉间也应稍大。

（3）击穿延时td(μs)

从间隙两端加上脉冲电压后，一般均要经过一小段延续时间td，工作液介质才能被击穿放电，这一小段时间td称为击穿延时(见图2-1)。击穿延时td与平均放电间隙的大小有关，工具欠进给时，平均放电间隙变大，平均击穿延时td就大；反之，工具过进给时，放电间隙变小，td也就小。

（4）放电时间(电流脉宽)te(μs)

放电时间是工作液介质击穿后放电间隙中流过放电电流的时间，即电流脉宽，它比电压脉宽稍小，二者相差一个击穿延时td。ti和te对电火花加工的生产率、表面粗糙度和电极损耗有很大影响，但实际起作用的是电流脉宽te。

（5）脉冲周期tP(μs)

一个电压脉冲开始到下一个电压脉冲开始之间的时间称为脉冲周期，显然tP=ti+to(见图2-1)。

（6）空载电压或峰值电压(ui)

空载电压或峰值电压ui一般为80～100V。峰值电压高时，放电间隙大，生产率高，但成形复制精度较差。

（7）加工电流ie

加工电流是加工时电流表上指示的流过放电间隙的平均电流。精加工时小，粗加工时大，间隙偏开路时小，间隙合理或偏短路时则大。

（8）短路电流is

短路电流是放电间隙短路时电流表上指示的平均电流。它比正常加工时的平均电流要大20%～40%。2.1电火花加工的基本原理及分类一、电火花加工的基本原理

3、火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，例如煤油、皂化液或去离子水等。液体介质又称为工作液，它们必须具有较高的绝缘强度（电阻率为103~107Ω·cm）。以有利于产生脉冲性的火花放电。同时，液体介质还能把电火花加工过程中产生的金属小屑、碳黑、小气泡等电蚀产物从放电间隙中悬浮排除出去，并且对电极和工件表面有较好的冷却作用。二、电火花加工的特点及其应用

1、主要优点 （1）适合于任何材料切削导电材料的加工。（2）可以加工特殊及复杂形状的表面和零件。

2、缺点（1）主要用于加工金属等导电材料。（2）一般加工速度较慢。（3）存在电极损耗。三、电火花加工的分类类别工艺方法特点用途备注1电火花穿孔成形加工1.工具和工件件主要有一个相对的伺服进给运动2.工具为成形电极，与被加工表面有相同的截面或形状1.型腔加工：加工各类型腔模及各种复杂的型腔零件2.穿孔加工：加工各种冲模、挤压模、粉末冶金模、各种异形孔及微孔等约占电火花机床总数的30%，典型机床有D7125、D7140等电火花穿孔成形机床2电火花线切割加工1.工具电极为沿着其轴线方向移动着的线状电极2.工具与工件在两水平方向同时有相对伺服进给运动1.切割各种冲模和具有直纹面的零件2.下料、截割和窄缝加工3.直接加工出零件约占电火花机床总数的60%，典型机床有DK7725、DK7740等数控电火花线切割机床3电火花内孔、外圆和成形磨削1.工具与工件有相对的旋转运动2.工具与工件间有径向和轴向的进给运动1.加工高精度、表面粗糙度值小的小孔，如拉丝模、挤压模、微型轴承内环、钻套等2.加工外圆、小模数滚刀约占电火花机床总数的3%，典型机床有D6310电火花小孔内圆磨床4电火花同步共轭回转加工1.成形工具与工件均作旋转运动，但两者角速度相等或成整数倍，接近的放电点可有切向相对运动速度2.工具相对工件可作纵、横向进给运动以同步回转，展成回转、倍角速度回转等不同方式，加工各种复杂形面的零件，如高精度的异形齿轮，精密螺纹环规、高精度、高对称、表面粗糙度值小的内、外回转体表面等约占电火花机床总数的1%以下，典型机床有JN-2,JN-8等内外螺纹加工机床5电火花高速小孔加工1.采用Φ0.3mm～Φ3mm空心管状电极，管内冲入高压水基工作液2.细管电极旋转1.加工速度可高达60mm/min，深径比可达1：100以上2.线切割预穿丝孔3.深径比很大的小孔，如喷嘴等约占电火花机床总数的2%，典型机床有D7003A电火花高速小孔加工机床6电火花表面强化、刻字1.工具在工件表面上振动2.工具相对工件移动1.模具刃口，刀具、量具刃口表面强化和镀覆2.电火花刻字、打印记约占电火花机床总数的2%-3%，典型机床有D9105电火花强化机等(a)电火花加工产品(b)线切割加工产品 图2-3加工产品实例2.2电火花加工的机理

电火花加工是一个非常复杂的过程，其微观过程是热力、流体力、电场力、磁力、电化学等综合作用的结果。这一过程可分为以下四个阶段：

1极间介质的电离、击穿，形成放电通道

2介质热分解、电极材料的熔化、气化热膨胀

3电极材料的抛出

4极间介质的消电离图2-4电火花加工原理

1极间介质的电离、击穿，形成放电通道(如图2-4(a)所示)

。

工具电极与工件电极缓缓靠近，极间的电场强度增大，由于两电极的微观表面是凹凸不平的，因此在两极间距离最近处电场强度最大。 工具电极与工件电极之间充满着液体介质，液体介质中不可避免地含有杂质及自由电子，它们在强大的电场作用下，形成了带负电的粒子和带正电的粒子，电场强度越大，带电粒子就越多，最终导致液体介质电离、击穿，形成放电通道。放电通道是由大量高速运动的带正电和带负电的粒子以及中性粒子组成的。由于通道截面很小，通道内因高温热膨胀形成的压力高达几万帕，高温高压的放电通道急速扩展，产生一个强烈的冲击波向四周传播。在放电的同时还伴随着光效应和声效应，这就形成了肉眼所能看到的电火花。

2介质热分解、电极材料的熔化、气化热膨胀(如图2-4(b)、(c)所示)

。

液体介质被电离、击穿，形成放电通道后，通道间带负电的粒子奔向正极，带正电的粒子奔向负极，粒子间相互撞击，产生大量的热能，使通道瞬间达到很高的温度。通道高温首先使工作液汽化，进而气化，然后高温向四周扩散，使两电极表面的金属材料开始熔化直至沸腾气化。气化后的工作液和金属蒸气瞬间体积猛增，形成了爆炸的特性。所以在观察电火花加工时，可以看到工件与工具电极间有冒烟现象，并听到轻微的爆炸声。

3电极材料的抛出(如图2-4(d)所示)

。正负电极间产生的电火花现象，使放电通道产生高温高压。通道中心的压力最高，工作液和金属气化后不断向外膨胀，形成内外瞬间压力差，高压力处的熔融金属液体和蒸汽被排挤，抛出放电通道，大部分被抛入到工作液中。仔细观察电火花加工，可以看到桔红色的火花四溅，这就是被抛出的高温金属熔滴和碎屑。

4极间介质的消电离(如图2-4(e)所示)

。加工液流入放电间隙，将电蚀产物及残余的热量带走，并恢复绝缘状态。若电火花放电过程中产生的电蚀产物来不及排除和扩散，产生的热量将不能及时传出，使该处介质局部过热，局部过热的工作液高温分解、积炭，使加工无法继续进行，并烧坏电极。因此，为了保证电火花加工过程的正常进行，在两次放电之间必须有足够的时间间隔让电蚀产物充分排出，恢复放电通道的绝缘性，使工作液介质消电离。

上述步骤1～4在一秒内约数千次甚至数万次地往复式进行，即单个脉冲放电结束，经过一段时间间隔(即脉冲间隔)使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲又作用到工具电极和工件上，又会在当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，蚀出另一个小凹坑。这样以相当高的频率连续不断地放电，工件不断地被蚀除，故工件加工表面将由无数个相互重叠的小凹坑组成。所以电火花加工是大量的微小放电痕迹逐渐累积而成的去除金属的加工方式。图2-5电火花表面局部放大图2.3电火花加工中的一些基本规律一、影响金属蚀除率的主要因素1.极性效应的影响“正极性”接线法图“负极性”接线法图（1）在短脉冲加工时，负电子对正极的轰击作用大于正离子对负极的轰击，因为负电子质量小，在短时间内达到了很高的速度，所得了很高的能量。因此窄脉冲（t<10us）精加工时，采用正极性；（2）在长脉冲（放电持续时间较长）加工时，质量和惯性大的正离子将有足够的时间加速，能量达到足够大轰击负极表面。因此长脉冲（t>100us）粗加工时，应采用负极性加工，可以得到较高的蚀除速度和较低的电极损耗。

2.电参数对蚀除率的影响

电参数主要包括脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电压、峰值电流等。电火花加工过程中腐蚀金属的量(即电蚀量)与单个脉冲能量密切相关。

由上式可知，单个脉冲能量与平均放电电流和脉冲宽度成正比。因此，要提高电蚀量，应增加平均放电电流、脉冲宽度及提高脉冲频率。

——

平均放电电流（对矩形脉冲即为峰值电流）（A）

纯铜电极加工钢时的单个脉冲能量为：

te——

电流脉宽（us）3.金属材料热学常数对蚀除率的影响所谓热学常数，是指熔点、沸点（汽化点）、热导率、比热容、熔化热、气化热等，具体见表2-2。当脉冲放电能量相同时，金属工件的熔点、沸点、比热容、熔化热、气化热等愈高，电蚀量将愈少，愈难加工；导热系数愈大的金属，因能把较多的热量传导、散失到其它部位，故降低了本身的蚀除量。因此，电极的蚀除量与电极材料的导热系数及其它热学常数等有密切的关系。4.工作液对电蚀量的影响电火花加工一般在液体介质中进行。液体介质通常叫做工作液，其作用主要是：

(1)压缩放电通道，并限制其扩展，使放电能量高度集中在极小的区域内，既加强了蚀除的效果，又提高了放电仿型的精确性。

(2)加速电极间隙的冷却和消电离过程，有助于防止出现破坏性电弧放电。

(3)加速电蚀产物的排除。

(4)加剧放电的流体动力过程，有助于金属的抛出。

目前，电火花成形加工多采用油类做工作液。机油粘度大、燃点高，用它做工作液有利于压缩放电通道，提高放电的能量密度，强化电蚀产物的抛出效果，但粘度大，不利于电蚀产物的排出，影响正常放电；煤油粘度低，流动性好，但排屑条件较好。 在粗加工时，要求速度快，放电能量大，放电间隙大，故常选用机油等粘度大的工作液；在中、精加工时，放电间隙小，往往采用煤油等粘度小的工作液。

采用水做工作液是值得注意的一个方向。用各种油类以及其它碳氢化合物做工作液时，在放电过程中不可避免地产生大量碳黑，严重影响电蚀产物的排除及加工速度，这种影响在精密加工中尤为明显。若采用酒精做工作液时，因为碳黑生成量减少，上述情况会有好转。所以，最好采用不含碳的介质，水是最方便的一种。此外，水还具有流动性好、散热性好、不易起弧、不燃、无味、价廉等特点。但普通水是弱导电液，会产生离子导电的电解过程，这是很不利的，目前还只在某些大能量粗加工中采用。 在精密加工中，可采用比较纯的蒸馏水、去离子水或乙醇水溶液来做工作液，其绝缘强度比普通水高。

二、电火花加工的加工速度和工具的损耗速度

1加工速度 电火花成形加工的加工速度，是指在一定电规准下，单位时间内工件被蚀除的体积V或质量m。一般常用体积加工速度vw来表示

vw=V/t(单位为mm3/min)

有时为了测量方便，也用质量加工速度vm=m/t(单位为g/min)表示。 粗加工：vw=200~1000mm3/min；（Ra10~20um）半精加工：vw=20~100mm3/min；（Ra2.5~10um）精加工：vw<10mm3/min

；（Ra0.32~2.5um）

（1）脉冲宽度对加工速度的影响 单个脉冲能量的大小是影响加工速度的重要因素。对于矩形波脉冲电源，当峰值电流一定时，脉冲能量与脉冲宽度成正比。脉冲宽度增加，加工速度随之增加，因为随着脉冲宽度的增加，单个脉冲能量增大，使加工速度提高。但若脉冲宽度过大，加工速度反而下降(如图2-6)。这是因为单个脉冲能量虽然增大，但转换的热能有较大部分散失在电极与工件之中，不起蚀除作用。同时，在其它加工条件相同时，随着脉冲能量过分增大，蚀除产物增多，排气排屑条件恶化，间隙消电离时间不足导致拉弧，加工稳定性变差等。因此加工速度反而降低。图2-6脉冲宽度与加工速度的关系曲线

（2）脉冲间隔对加工速度的影响 在脉冲宽度一定的条件下，若脉冲间隔减小，则加工速度提高(如图2-7)。这是因为脉冲间隔减小导致单位时间内工作脉冲数目增多、加工电流增大，故加工速度提高；但若脉冲间隔过小，会因放电间隙来不及消电离引起加工稳定性变差，导致加工速度降低。 在脉冲宽度一定的条件下，为了最大限度地提高加工速度，应在保证稳定加工的同时，尽量缩短脉冲间隔时间。带有脉冲间隔自适应控制的脉冲电源，能够根据放电间隙的状态，在一定范围内调节脉冲间隔的大小，这样既能保证稳定加工，又可以获得较大的加工速度。图2-7脉冲间隔与加工速度的关系曲线

（3）峰值电流对加工速度的影响 当脉冲宽度和脉冲间隔一定时，随着峰值电流的增加，加工速度也增加(如图2-8)。因为加大峰值电流，等于加大单个脉冲能量，所以加工速度也就提高了。但若峰值电流过大(即单个脉冲放电能量很大)，加工速度反而下降。 此外，峰值电流增大将降低工件表面粗糙度和增加电极损耗。在生产中，应根据不同的要求，选择合适的峰值电流。图2-8峰值电流与加工速度的关系曲线

（4）加工面积对加工速度的影响 图2-9是加工面积和加工速度的关系曲线。由图可知，加工面积较大时，它对加工速度没有多大影响。但若加工面积小到某一临界面积时，加工速度会显著降低，这种现象叫做“面积效应”。因为加工面积小，在单位面积上脉冲放电过分集中，致使放电间隙的电蚀产物排除不畅，同时会产生气体排除液体的现象，造成放电加工在气体介质中进行，因而大大降低加工速度。 从图2-9可看出，峰值电流不同，最小临界加工面积也不同。因此，确定一个具体加工对象的电参数时，首先必须根据加工面积确定工作电流，并估算所需的峰值电流。图2-9加工面积与加工速度的关系曲线

（5）排屑条件的影响 在电火花加工过程中会不断产生气体、金属屑末和碳黑等，如不及时排除，则加工很难稳定地进行。加工稳定性不好，会使脉冲利用率降低，加工速度降低。为便于排屑，一般都采用冲油(或抽油)和电极抬起的办法。

1)冲(抽)油压力的影响度的关系曲线 在加工中对于工件型腔较浅或易于排屑的型腔，可以不采取任何辅助排屑措施。但对于较难排屑的加工，不冲(抽)油或冲(抽)油压力过小，则因排屑不良产生的二次放电的机会明显增多，从而导致加工速度下降；但若冲油压力过大，加工速度同样会降低。

这是因为冲油压力过大，产生干扰，使加工稳定性变差，故加工速度反而会降低。图2-10是冲油压力和加工速度关系曲线。 冲(抽)油的方式与冲油压力大小应根据实际加工情况来定。若型腔较深或加工面积较大，冲(抽)油压力要相应增大。

图2-10冲油压力和加工速度的关系曲线 2)“抬刀”对加工速度的影响 为使放电间隙中的电蚀产物迅速排除，除采用冲(抽)油外，还需经常抬起电极以利于排屑。在定时“抬刀”状态，会发生放电间隙状况良好无需“抬刀”而电极却照样抬起的情况，也会出现当放电间隙的电蚀产物积聚较多急需“抬刀”时而“抬刀”时间未到却不“抬刀”的情况。这种多余的“抬刀”运动和未及时“抬刀”都直接降低了加工速度。为克服定时“抬刀”的缺点，目前较先进的电火花机床都采用了自适应“抬刀”功能。自适应“抬刀”是根据放电间隙的状态，决定是否“抬刀”。放电间隙状态不好，电蚀产物堆积多，“抬刀”频率自动加快；当放电间隙状态好，电极就少抬起或不抬。这使电蚀产物的产生与排除基本保持平衡，避免了不必要的电极抬起运动，提高了加工速度。

图2-11为抬刀方式对加工速度的影响。由图可知，同样加工深度时，采用自适应“抬刀”比定时“抬刀”需要的加工的时间短，即加工速度高。同时，采用自适应“抬刀”，加工工件质量好，不易出现拉弧烧伤。图2-11抬刀方式对加工速度的影响

（6）电极材料和加工极性的影响在电参数选定的条件下，采用不同的电极材料与加工极性，加工速度也大不相同。由下图可知，采用石墨电极，在同样加工电流时，正极性比负极性加工速度高。

从图2-11还可看出，在同样加工条件和加工极性情况下，采用不同的电极材料，加工速度也不相同。例如，中等脉冲宽度、负极件加工时，石墨电极的加工速度高于铜电极的加工速度。在脉冲宽度较窄或很宽时，铜电极加工速度高于石墨电极。此外，采用石墨电极加工的最大加工速度，比用铜电极加工的最大加工速度的脉冲宽度要窄。 由上所述，电极材料对电火花加工非常重要，正确选择电极材料是电火花加工首要考虑的问题。

（7）工件材料的影响 在同样加工条件下，选用不同工件材料，加工速度也不同。这主要取决于工件材料的物理性能(熔点、沸点、比热、导热系数、熔化热和汽化热等)。 一般说来，工件材料的熔点、沸点越高，比热、熔化潜热和气化潜热越大，加工速度越低，即越难加工。如加工硬质合金钢比加工碳素钢的速度要低40～60％。对于导热系数很高的工件，虽然熔点、沸点、熔化热和气化热不高，但因热传导性好，热量散失快，加工速度也会降低。

（8）工作液的影响 在电火花加工中，工作液的种类、粘度、清洁度对加工速度有影响。就工作液的种类来说，大致顺序是：高压水>(煤油＋机油)>煤油>酒精水溶液。在电火花成形加工中，应用最多的工作液是煤油。 2电极损耗 电极损耗是电火花成型加工中的重要工艺指标。在生产中，衡量某种工具电极是否耐损耗，不只是看工具电极损耗速度vE的绝对值大小，还要看同时达到的加工速度vw，即每蚀除单位重量金属工件时，工具相对损耗多少。因此，常用相对损耗或损耗比作为衡量工具电极耐损耗的指标，即

影响电极损耗的因素较多，现总结为表2-2。表2-2影响电极损耗的因素表2-2影响电极损耗的因素三、影响电火花加工精度和表面质量的主要因素

影响精度的因素主要有：

1.与传统的机械加工一样，机床本身的各种误差，工件和工具电极的定位、安装误差都会影响到电火花加工的精度；

2.与电火花加工工艺有关的主要因素是放电间隙的大小及其一致性、工具电极的损耗及其稳定等。电火花加工时工具电极与工件之间放电间隙大小实际上是变化的，电参数对放电间隙的影响非常显着，精加工放电间隙一般只有0.01mm（单面），而粗加工时则可达0.5mm以上。目前，电火花加工的精度为0.01~0.05mm。

四、影响粗糙度的因素主要有：

1.脉冲能量越大，加工速度越高，Ra值越大；

2.工件材料越硬、熔点越高，Ra值越小；

3.工具电极的表面粗糙度越大，工件的Ra值越大；图2-9RC线路脉冲电源1）RC线路脉冲电源2.4电火花加工用的脉冲电源 2)闸流管脉冲电源 闸流管是一种特殊的电子管，当对其栅极通入一脉冲信号时，便可控制管子的导通或截止，输出脉冲电流。由于这种电源的电参数与加工间隙无关，故又称为独立式电源。闸流管脉冲电源的生产率较高，加工稳定，但脉冲宽度较窄，电极损耗较大。

3)晶体管脉冲电源 晶体管脉冲电源是近年来发展起来的以晶体元件作为开关元件的用途广泛的电火花脉冲电源，其输出功率大，电规准调节范围广，电极损耗小，故适应于型孔、型腔、磨削等各种不同用途的加工。晶体管脉冲电源已越来越广泛地应用在电火花加工机床上。

目前普及型(经济型)的电火花加工机床都采用高低压复合的晶体管脉冲电源，中、高档电火花加工机床都采用微机数字化控制的脉冲电源，而且内部存有电火花加工规准的数据库，可以通过微机设置和调用各挡粗、中、精加工规准参数。例如汉川机床厂、日本沙迪克公司的电火花加工机床，这些加工规准用C代码(例如C320)表示和调用，三菱公司则用E代码表示。2.5电火花加工的自动进给调节系统一、自动进给调节系统的作用、技术要求和分类S——放电间隙（一般S=0.02~0.1mm）Vd——进给速度；Vw——工件的蚀除速度。2.5电火花加工的自动进给调节系统一、自动进给调节系统的作用、技术要求和分类B点为最佳放电状态。2.5电火花加工的自动进给调节系统二、自动进给调节系统的基本组成部分2.5电火花加工的自动进给调节系统三、电-液自动进给调节系统

通过调节挡板12位置，改变A2缸中油压P1从而调节活塞15的高度改变工具电极16的位置。2.5电火花加工的自动进给调节系统四、电-机械式自动调节系统2.6电火花加工机床一、电火花加工机床结构2.6电火花加工机床一、电火花加工机床结构床身和支柱工作台主轴头附件机床主体机床控制部分工作液循环系统2.6电火花加工机床二、型号2.6电火花加工机床三、常见电火花加工机床名称：普通电火花成型机床

型号：D7132N、40N、

50N、60N

2.6电火花加工机床三、常见电火花加工机床名称：数控屏显成型机床

型号：DK7132D、40D、

50D、63D2.6电火花加工机床三、常见电火花加工机床名称：机电一体电火花成型机床

型号：DK7125ND2.6电火花加工机床三、常见电火花加工机床名称：电火花高速穿孔机2.6电火花加工机床三、常见电火花加工机床2.6电火花加工机床四、工作液循环、过滤系统2.7电火花穿孔成形加工

电火花穿孔成形加工穿孔加工：各种孔的加工型腔加工：各种型腔模、形腔零件的加工2.7电火花穿孔成形加工

一、电火花穿孔加工

电火花穿孔加工一般应用于冲裁模具加工、粉末冶金模具加工、拉丝模具加工、螺纹加工等。 凹模的尺寸精度主要靠工具电极来保证，因此，对工具电极的精度和表面粗糙度都应有一定的要求。如凹模的尺寸为L2，工具电极相应的尺寸为L1(如图所示)，单边火花间隙值为SL，则L2=L1+2SL

2.7电火花穿孔成形加工

一、电火花穿孔加工

1．直接法 直接法是指将凸模长度适当增加，先作为电极加工凹模，然后将端部损耗的部分去除直接成为凸模(如图所示)。直接法加工的凹模与凸模的配合间隙靠调节脉冲参数、控制火花放电间隙来保证。2.7电火花穿孔成形加工

一、电火花穿孔加工

2．间接法

间接法是指在模具电火花加工中，凸模与加工凹模用的电极分开制造，首先根据凹模尺寸设计电极，然后制造电极，进行凹模加工，再根据间隙要求来配制凸模。下图为间接法加工凹模的过程。2.7电火花穿孔成形加工

一、电火花穿孔加工

3.混合法 混合法是指将电火花加工性能良好的电极材料与冲头材料粘结在一起，共同用线切割或磨削成型，然后用电火花性能好的一端作为加工端，将工件反置固定，用“反打正用”的方法实行加工。2.7电火花穿孔成形加工

二、电火花成型加工方法

电火花成型加工和穿孔加工相比有下列特点：

(1)电火花成型加工为盲孔加工，工作液循环困难，电蚀产物排除条件差。

(2)型腔多由球面、锥面、曲面组成，且在一个型腔内常有各种圆角、凸台或凹槽，有深有浅，还有各种形状的曲面相接，轮廓形状不同，结构复杂。这就使得加工中电极的长度和型面损耗不一，故损耗规律复杂，且电极的损耗不可能由进给实现补偿，因此型腔加工的电极损耗较难进行补偿。

(3)材料去除量大，表面粗糙度要求严格。

(4)加工面积变化大，要求电规准的调节范围相应也大。

2.7电火花穿孔成形加工

二、电火花成型加工方法

1、型腔模电火花加工的工艺方法

（1）单电极平动法2.7电火花穿孔成形加工

二、电火花成型加工方法

1、型腔模电火花加工的工艺方法

（1）单电极平动法2.7电火花穿孔成形加工

二、电火花成型加工方法

1、型腔模电火花加工的工艺方法

（2）多电极更换法2.7电火花穿孔成形加工

二、电火花成型加工方法

1、型腔模电火花加工的工艺方法

（3）分解电极法

分解电极加工法是根据型腔的几何形状，把电极分解成主型腔电极和副型腔电极，分别制造。先用主型腔电极加工出主型腔，后用副型腔电极加工尖角、窄缝等部位的副型腔。此方法的优点是能根据主、副型腔不同的加工条件，选择不同的加工规准，有利于提高加工速度和改善加工表面质量，同时还可简化电极制造，便于电极修整。缺点是主型腔和副型腔间的精确定位较难解决。2.7电火花穿孔成形加工

二、电火花成型加工方法

2、型腔模加工用工具电极

（1）电极材料

2.7电火花穿孔成形加工

（2）电极设计2.7电火花穿孔成形加工

例：已知：SL=0.01mm，Hmax=0.016mm，hmax=0.008mm，试设计电极

R1-b

30-b

30-b

R2+b

100-2b

30+2b

40-2b

20

100-2bb=SL+Hmax+hmax=0.034mm2.7电火花穿孔成形加工

习题：已知：R=15，SL=0.01mm，Hmax=0.016mm，hmax=0.008mm，试设计电极2.7电火花穿孔成形加工

（2）电极设计电极总高度H=l+L2.7电火花穿孔成形加工

（3）电极的制造常用的电极制造方法有：

1)切削加工过去常见的切削加工有铣、车、平面和圆柱磨削等方法。随着数控技术的发展，目前经常采用数控铣床(加工中心)制造电极。数控铣削加工电极不仅能加工精度高、形状复杂的电极，而且速度快。石墨材料加工时容易碎裂、粉末飞扬，所以在加工前需将石墨放在工作液中浸泡2～3天，这样可以有效减少崩角及粉末飞扬。紫铜材料切削较困难，为了达到较好的表面粗糙度，经常在切削加工后进行研磨抛光加工。2.7电火花穿孔成形加工

在用混合法穿孔加工冲模的凹模时，为了缩短电极和凸模的制造周期，保证电极与凸模的轮廓一致，通常采用电极与凸模联合成型磨削的方法。这种方法的电极材料大多数选用铸铁和钢。当电极材料为铸铁时，电极与凸模常用环氧树脂等材料胶合在一起，如图所示。对于截面积较小的工件，由于不易粘牢，为了防止在磨削过程中发生电极或凸模脱落，可采用锡焊或机械方法使电极与凸模连接在一起。当电极材料为钢时，可把凸模加长些，将其做电极，即把电极和凸模做成一个整体。 2)线切割加工 除用机械方法制造电极以外，在比较特殊需要的场合下也可用线切割加工电极，即适用于形状特别复杂，用机械加工方法无法胜任或很难保证精度的情况。 图4-23所示的电极，在用机械加工方法制造时，通常是把电极分成四部分来加工，然后再镶拼成一个整体，如图4-23(a)所示。由于分块加工中产生的误差及拼合时的接缝间隙和位置精度的影响，使电极产生一定的形状误差。如果使用线切割加工机床对电极进行加工，则很容易地制作出来，并能很好地保证其精度，如图4-23(b)所示。图4-23机械加工与线切割加工 3)电铸加工 电铸方法主要用来制作大尺寸电极，特别是在板材冲模领域。使用电铸制作出来的电极的放电性能特别好。 用电铸法制造电极，复制精度高，可制作出用机械加工方法难以完成的细微形状的电极。它特别适合于有复杂形状和图案的浅型腔的电火花加工。电铸法制造电极的缺点是加工周期长，成本较高，电极质地比较疏松，使电加工时的电极损耗较大。 4.2.2电极装夹与校正 电极装夹的目的是将电极安装在机床的主轴头上，电极校正的目的是使电极的轴线平行于主轴头的轴线，即保证电极与工作台台面垂直，必要时还应保证电极的横截面基准与机床的X、Y轴平行。

1．电极的装夹 电极在安装时，一般使用通用夹具或专用夹具直接将电极装夹在机床主轴的下端。常用装夹方法有下面几种： 小型的整体式电极多数采用通用夹具直接装夹在机床主轴下端，采用标准套筒、钻夹头装夹(如图2-24、图2-25所示)；对于尺寸较大的电极，常将电极通过螺纹连接直接装夹在夹具上(如图2-26所示)。图2-24标准套筒形夹具图2-25钻夹头夹具图2-26螺纹夹头夹具

图2-27连接板式夹具

当电极采用石墨材料时，应注意以下几点：

(1)由于石墨较脆，故不宜攻螺孔，因此可用螺栓或压板将电极固定于连接板上。石墨电极的装夹如图2-28所示。

(2)不论是整体的或拼合的电极，都应使石墨压制时的施压方向与电火花加工时的进给方向垂直。如图2-29所示，图(a)箭头所示为石墨压制时的施压方向，图(b)为不合理的拼合，图(c)为合理的拼合。图2-28石墨电极的装夹

图2-29石墨电极的方向性与拼合法 2．电极的校正 电极装夹好后，必须进行校正才能加工，即不仅要调节电极与工件基准面垂直，而且需在水平面内调节、转动一个角度，使工具电极的截面形状与将要加工的工件型孔或型腔定位的位置一致。电极与工件基准面垂直常用球面铰链来实现，工具电极的截面形状与型孔或型腔的定位靠主轴与工具电极安装面相对转动机构来调节，垂直度与水平转角调节正确后，都应用螺钉夹紧，如图2-30所示。图2-30垂直和水平转角调节装置的夹头8796AB-B45231110BA-AB11—调节螺钉；2—摆动法兰盘；3—球面螺钉；4—调角校正架；5—调整垫；6—上压板；7—销钉；8—锥柄座；9—滚珠；10—电源线；11—垂直度调节螺钉(a)结构图(b)实物

电极装夹到主轴上后，必须进行校正，一般的校正方法有：

(1)根据电极的侧基准面，采用千分表找正电极的垂直度，如图2-31所示。

(2)电极上无侧面基准时，将电极上端面作辅助基准找正电极的垂直度，如图2-32所示。

图2-31用千分表校正电极垂直度图图2-32型腔加工用电极校正2.8其他电火花加工思考题一、电火花加工的基本原理是什么？二、电火花加工可分为哪几个阶段？三、电火花加工可分为哪几类，各自有何特点？四、极性效应对放电腐蚀有何影响？五、电火花加工常用的脉冲电源有哪些？2.7电火花穿孔成形加工

习题：已知：R=15，SL=0.01mm，Hmax=0.016mm，hmax=0.008mm，试设计电极第三章电火花线切割加工第一节电火花线切割加工原理、特点及应用第二节电火花线切割加工设备第三节电火花线切割控制系统和编程技术第四节影响线切割工艺指标的因素3.1电火花线切割加工原理、特点及应用线切割

一、线切割加工原理

3.1电火花线切割加工原理、特点及应用二、电火花线切割加工的特点电火花线切割与电火花加工比较，既有相同点又有不同之处 1．共同特点

(1)二者的加工原理相同，都是通过电火花放电产生的热来熔解去除金属的，所以二者加工材料的难易与材料的硬度无关，加工中不存在显著的机械切削力。

(2)二者的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。

(3)最小角部半径有限制。电火花加工中最小角部半径为加工间隙，线切割加工中最小角部半径为电极丝的半径加上加工间隙。

3.1电火花线切割加工原理、特点及应用2．不同特点

(1)从加工原理来看，电火花加工是将电极形状复制到工件上的一种工艺方法。在实际中可以加工通孔和盲孔；而线切割加工是利用移动的细金属导线做电极，对工件进行脉冲火花放电，切割成型的一种工艺方法。

(2)从产品形状角度看，电火花加工必须先用数控加工等方法加工出与产品形状相似的电极；线切割加工中产品的形状是通过工作台按给定的控制程序移动而合成的，只对工件进行轮廓图形加工，余料仍可利用。3.1电火花线切割加工原理、特点及应用

(3)从电极角度看，电火花加工必须制作成型用的电极；线切割加工用移动的细金属导线做电极。

(4)从电极损耗角度看，电火花加工中电极相对静止，易损耗，故通常采用多个电极加工；而线切割加工中由于电极丝连续移动，使新的电极丝不断地补充和替换在电蚀加工区受到损耗的电极丝，避免了电极损耗对加工精度的影响。

(5)从应用角度看，电火花加工可以加工通孔、盲孔，特别适宜加工形状复杂的塑料模具等零件的型腔以及刻文字、花纹等；而线切割加工只能加工通孔，能方便地加工出小孔、形状复杂的窄缝及各种形状复杂的零件。3.1电火花线切割加工原理、特点及应用

三、线切割加工的应用范围（1）加工模具；加工精度：0.01~0.02mm（双向高速走丝线切割机）

0.002~0.005mm（单向慢速走丝线切割机）（2）切割电火花成形加工用的电极；特别经济，同时适用于加工微细复杂形状的电极（3）加工零件缩短试制周期，加工难加工零件。3.2电火花线切割加工设备3.2电火花线切割加工设备图3-20穿丝示意图3.2电火花线切割加工设备 (1)上丝以前，要先移开左、右行程开关，再启动丝筒，将其移到行程左端或右端极限位置(目的是将电极丝上满，如果不需要上满，则需与极限位置有一段距离)。

(2)上丝过程中要打开上丝电机起停开关，并旋转上丝电机电压调节按钮以调节上丝电机的反向力矩(目的是保证上丝过程中电极丝有均匀的张力，避免电极丝打折)。

(3)按照机床的操作说明书中上丝示意图的提示将电极丝从丝盘上到储丝筒上。 2.穿丝操作

(1)拉动电极丝头，按照操作说明书说明依次绕接各导轮、导电块至储丝筒(如图3-20所示)。在操作中要注意手的力度，防止电极丝打折。

(2)穿丝开始时，首先要保证储丝筒上的电极丝与辅助导轮、张紧导轮、主导轮在同一个平面上，否则在运丝过程中，储丝筒上的电极丝会重叠，从而导致断丝。

(3)穿丝中要注意控制左右行程挡杆，使储丝筒左右往返换向时，储丝筒左右二端留有3～5mm的余量。 3.2.2电极丝垂直找正 在进行精密零件加工或切割锥度等情况下需要重新校正电极丝对工作台平面的垂直度。电极丝垂直度找正的常见方法有两种，一种是利用找正块，一种是利用校正器。

1．利用找正块进行火花法找正 找正块是一个六方体或类似六方体(如图3-21(a)所示)。在校正电极丝垂直度时，首先目测电极丝的垂直度，若明显不垂直，则调节U、V轴，使电极丝大致垂直工作台；然后将找正块放在工作台上，在弱加工条件下，将电极丝沿X方向缓缓移向找正块。

当电极丝快碰到找正块时，电极丝与找正块之间产生火花放电，然后肉眼观察产生的火花：若火花上下均匀(如图3-21(b)所示)，则表明在该方向上电极丝垂直度良好；若下面火花多(如图3-21(c)所示)，则说明电极丝右倾，故将U轴的值调小，直至火花上下均匀；若上面火花多(如图3-21(d)所示)，则说明电极丝左倾，故将U轴的值调大，直至火花上下均匀。同理，调节V轴的值，使电极丝在V轴垂直度良好。

图3-21用火花法校正电极丝垂直度

在用火花法校正电极丝的垂直度时，需要注意以下几点：

(1)找正块使用一次后，其表面会留下细小的放电痕迹。下次找正时，要重新换位置，不可用有放电痕迹的位置碰火花校正电极丝的垂直度。

(2)在精密零件加工前，分别校正U、V轴的垂直度后，需要再检验电极丝垂直度校正的效果。具体方法是：重新分别从U、V轴方向碰火花，看火花是否均匀，若U、V方向上火花均匀，则说明电极丝垂直度较好；若U、V方向上火花不均匀，则重新校正，再检验。

(3)在校正电极丝垂直度之前，电极丝应张紧，张力与加工中使用的张力相同。

(4)在用火花法校正电极丝垂直度时，电极丝要运转，以免电极丝断丝。 2．用校正器进行校正 校正器是一个触点与指示灯构成的光电校正装置，电极丝与触点接触时指示灯亮。它的灵敏度较高，使用方便且直观。底座用耐磨不变形的大理石或花岗岩制成(如图3-22、图3-23所示)。 使用校正器校正电极丝垂直度的方法与火花法大致相似。主要区别是：火花法是观察火花上下是否均匀，而用校正器则是观察指示灯。若在校正过程中，指示灯同时亮，则说明电极丝垂直度良好，否则需要校正。图3-22垂直度校正器图3-23DF55-J50A型垂直度校正器

在使用校正器校正电极丝的垂直度时，要注意以下几点：

(1)电极丝停止走丝，不能放电。

(2)电极丝应张紧，电极丝的表面应干净。

(3)若加工零件精度高，则电极丝垂直度在校正后需要检查，其方法与火花法类似。

3.2.3工件的装夹 线切割加工属于较精密加工，工件的装夹对加工零件的定位精度有直接影响，特别在模具制造等加工中，需要认真、仔细地装夹工件。

线切割加工的工件在装夹过程中需要注意如下几点：

(1)确认工件的设计基准或加工基准面，尽可能使设计或加工的基准面与X、Y轴平行。

(2)工件的基准面应清洁、无毛刺。经过热处理的工件，在穿丝孔内及扩孔的台阶处，要清理热处理残物及氧化皮。

(3)工件装夹的位置应有利于工件找正，并应与机床行程相适应。

(4)工件的装夹应确保加工中电极丝不会过分靠近或误切割机床工作台。

(5)工件的夹紧力大小要适中、均匀，不得使工件变形或翘起。

线切割的装夹方法较简单，常见的装夹方式如图3-24所示。目前，很多线切割机床制造商都配有自己的专用加工夹具，图3-25所示为北京阿奇公司生产的专用夹具及装夹示意图，图3-26所示为3R专用夹具。图3-24常见的装夹方式图3-25阿奇公司专用夹具及装夹示意图图6-25阿奇公司专用夹具及装夹示意图图3-263R专用夹具第三节电火花线切割控制系统和编程技术一、线切割G代码(ISO)程序格式

ISO格式中，加工程序由若干段的指令组成。而段的组成为：

注：G代码为机床控制指令，如G01为直线插补，G02和G03为圆弧插补；M为程序指令，如M01为选择停，M02为程序结束指令；T指令用于控制操作面板动作，如T84打开喷液，T86送电极丝等。A350数控电火花线切割机床常用代码

例3.1用ISO代码编制加工图所示的线切割加工程序。已知图中A点为穿丝孔，加工方向沿A—B—C—D—E—F—A进行。FEDCBA8040R20

例3.1用ISO代码编制加工图所示的线切割加工程序。已知图中A点为穿丝孔，加工方向沿A—B—C—D—E—F—A进行。FEDCBA8040R20开始N0010T86G90G92T84X0AB:N0020X80000Y0G01BC:N0030X80000Y40000G01CD:N0040X60000Y40000G01DE:N0050X20000Y40000I40000G02J40000EF:N0060X0Y40000FA:G01N0070Y0G01X0Y0结束N0080T85T87M02

例3.2工件轮廓如图所示，加工起点(O，30)，顺时针方向切割，可编程如下。

N0010

T84T86G91

G92X0Y30000N0020G01X0Y10000N0030G02X10000Y-10000I0J-10000N0040G01X0Y-20000N0050G01X20000Y0N0060G02X0Y-20000I0J-10000N0070G01X-40000Y0N0080G01X0Y40000N0090G02X10000Y10000I10000J0N0100G01X0Y-10000N0110T85T87M02第三节电火花线切割控制系统和编程技术二、线切割3B代码程序格式 线切割加工轨迹图形是由直线和圆弧组成的，它们的3B程序指令格式如表所示。

注：B为分隔符，它的作用是将X、Y、J数码区分开来；X、Y为增量(相对)坐标值；J为加工线段的计数长度；G为加工线段计数方向；Z为加工指令。 1.直线的3B代码编程

1)x，y值的确定

(1)以直线的起点为原点，建立正常的直角坐标系，x，y表示直线终点的坐标绝对值，单位为μm。

(2)在直线3B代码中，x，y值主要是确定该直线的斜率，所以可将直线终点坐标的绝对值除以它们的最大公约数作为x，y的值，以简化数值。 2)G的确定

G用来确定加工时的计数方向，分Gx和Gy。直线编程的计数方向的选取方法是：以要加工的直线的起点为原点，建立直角坐标系，取该直线终点坐标绝对值大的坐标轴为计数方向。具体确定方法为：终点坐标为xe，ye，令x=|xe|，y=|ye|，若y<x，则G=Gx；若y>x，则G=Gy；若y=x，则在一、三象限取G=Gy，在二、四象限取G=Gx。 由上可见，计数方向的确定以45°线为界，取与终点处走向较平行的轴作为计数方向。图3-1G的确定 3)J的确定

J为计数长度，以μm为单位。以前编程应写满六位数，不足六位前面补零，现在的机床基本上可以不用补零。

J的取值方法为：由计数方向G确定投影方向，若G=Gx，则将直线向X轴投影得到长度的绝对值即为J的值；若G=Gy，则将直线向Y轴投影得到长度的绝对值即为J的值。

4)Z的确定 加工指令Z按照直线走向和终点的坐标不同可分为L1、L2、L3、L4，其中与+X轴重合的直线算作L1，与-X轴重合的直线算作L3，与+Y轴重合的直线算作L2，与-Y轴重合的直线算作L4。图3-2Z的确定

如图所示的轨迹形状，请试着写出其3B程序。(注：在本章图形所标注的尺寸中若无说明，单位都为mm。)

图3-3直线轨迹

综上所述，图3-3(b)、(c)、(d)中线段的3B代码如表3-1所示。表3-13B代码 2.圆弧的3B代码编程

1)x，y值的确定 以圆弧的圆心为原点，建立正常的直角坐标系，x，y表示圆弧起点坐标的绝对值，单位为μm。如在图(a)中，x=30000，y=40000；在图(b)中，x=40000,y=30000。(a)B(­40,­30)YXA(30,40)A(30,40)X(b)YB(­40,­30) 2)G的确定

G用来确定加工时的计数方向，分Gx和Gy。圆弧编程的计数方向的选取方法是：以某圆心为原点建立直角坐标系，取终点坐标绝对值小的轴为计数方向。具体确定方法为：若圆弧终点坐标为(xe，ye)，令x=|xe|，y=|ye|，若x>y，则G=Gy(如图(a)所示)；若y>x，则G=Gx(如图(b)所示)；若y=x，则Gx、Gy均可。 3)J的确定 圆弧编程中J的取值方法为：由计数方向G确定投影方向，若G=Gx，则将圆弧向X轴投影；若G=Gy，则将圆弧向Y轴投影。J值为各个象限圆弧投影长度绝对值的和。如在图(a)、(b)中，J1、J2、J3大小分别如图中所示，J=|J1|+|J2|+|J3|。 图3-4Z的确定 4)Z的确定 加工指令Z按照第一步进入的象限可分为R1、R2、R3、R4；按切割的走向可分为顺圆S和逆圆N，于是共有8种指令：SR1、SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、NR4，具体可参考图3-4。

例3.3请写出图3-5所示轨迹的3B程序。

图3-5编程图形

解对图3-5(a)，起点为A，终点为B，

J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000=130000

故其3B程序为：

B30000B40000B130000GyNR1

对图3-5(b)，起点为B，终点为A，

J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=170000

故其3B程序为：

B40000B30000B170000GxSR4

例3.4用3B代码编制加工图所示的线切割加工程序。已知图中A点为穿丝孔，加工方向沿A—B—C—D—E—F—A进行。FEDCBA8040R20

例3.4用3B代码编制加工图所示的线切割加工程序。已知图中A点为穿丝孔，加工方向沿A—B—C—D—E—F—A进行。FEDCBA8040R20AB:BB80000GXBBXBYBJGZL1BC:BB40000GyBL2CD:BB20000GXBL3DE:BB40000GyBSR4EF:BB20000GXBL3FA:BB40000GyBL42000008000000400002000002000040000003B程序代码路线BXBYBJGZABB80000B0B80000GXL1BCB0B40000B40000GyL2CDB20000B0B20000GXL3DEB20000B0B40000GySR4EFB20000B0B20000GXL3FAB0B40000B40000GyL4D（停机）例3.5用3B代码编制加工图所示的线切割加工程序。604090R=501234ABCDAB:BB40000GXBBXBYBJGZL1BC:BB90000GyBL119CD:BB60000GXBNA:BB90000GyBL419400000

例3.6用3B代码编制加工图3-9所示的凸模线切割加工程序，图中拟采用的加工路线E－D－C－B－A－E。图3-9加工零件图ED:BB14000GyBBXBYBJGZNR3DC:BB17000GxBL1CB:BB12000GxBNR4BA:BB17000GxBAE:BB14000GyBNR1100006000L3800060001700017000考虑补偿的线切割3B编程FEDCBA8040R20AB:BB80200GXBBXBYBJGZL1BC:BB40200GyBL2CD:BB20200GXBL3DE:BB40000GyBSR1EF:BB20200GXBL3FA:BB40200GyBL419900100

例3.7

用3B代码编制加工图所示的线切割加工程序。已知电极丝的直径为0.18mm，单边放电间隙为0.01mm，图中A点为穿丝孔，加工方向沿A—B—C—D—E—F—A进行。8020040200202002020040200

作业：用3B代码编制加工图所示的线切割加工程序。已知已知电极丝的直径为0.18mm，单边放电间隙为0.01mm，图中A点为穿丝孔，加工方向沿A—B—C—D—E—F—G—H—I—J—A进行。第四节影响线切割工艺指标的因素 1．切割速度 线切割加工中的切割速度是指在保证一定的表面粗糙度的切割过程中，单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积的总和，单位为mm2/min。最高切割速度是指在不计切割方向和表面粗糙度等条件下，所能达到的最大切割速度。通常快走丝线切割加工的切割速度为80～180mm2/min，它与加工电流大小有关，为了在不同脉冲电源、不同加工电流下比较切割效果，将每安培电流的切割速度称为切割效率，一般切割效率为20mm2/(min·A)。一、线切割加工的主要工艺指标 2．加工精度 加工精度是指所加工工件的尺寸精度、形状精度和位置精度的总称。加工精度是一项综合指标，它包括切割轨迹的控制精度、机械传动精度、工件装夹定位精度以及脉冲电源参数的波动、电极丝的直径误差、损耗与抖动、工作液脏污程度的变化、加工操作者的熟练程度等对加工精度的影响。

3．表面粗糙度 在我国和欧洲表面粗糙度常用轮廓算术平均偏差Ra(μm)来表示，在日本常用Rmax来表示。 4．电极丝损耗量 对快走丝机床，电极丝损耗量用电极丝在切割10000mm2面积后电极丝直径的减少量来表示，一般减小量不应大于0.01mm。对慢走丝机床，由于电极丝是一次性的，故电极丝损耗量可忽略不计。二、电参数对工艺指标的影响 1．放电峰值电流ie对工艺指标的影响 放电峰值电流增大，单个脉冲能量增多，工件放电痕迹增大，故切割速度迅速提高。但表面粗糙度数值增大，电极丝损耗增大，加工精度有所下降。因此第一次切割加工及加工较厚工件时取较大的放电峰值电流。 放电峰值电流不能无限制增大，当其达到一定临界值后，若再继续增大峰值电流，则加工的稳定性变差，加工速度明显下降，甚至断丝。 2．脉冲宽度ti对工艺指标的影响 在其他条件不变的情况下，增大脉冲宽度ti，线切割加工的速度提高，但表面粗糙度变差。这是因为当脉冲宽度增加时，单个脉冲放电能量增大，放电痕迹会变大。同时，随着脉冲宽度的增加，电极丝损耗也变大。因为脉冲宽度增加，正离子对电极丝的轰击加强，结果使得接负极的电极丝损耗变大。 当脉冲宽度ti增大到一临界值后，线切割加工速度将随脉冲宽度的增大而明显减小。因为当脉冲宽度ti达到一临界值后，加工稳定性变差，从而影响了加工速度。 3．脉冲间隔to对工艺指标的影响 在其他条件不变的情况下，减小脉冲间隔to，脉冲频率将提高，所以单位时间内放电次数增多，平均电流增大，从而提高了切割速度。 脉冲间隔to在电火花加工中的主要作用是消电离和恢复液体介质的绝缘。脉冲间隔to不能过小，否则会影响电蚀产物的排出和火花通道的消电离，导致加工稳定性变差和加工速度降低，甚至断丝。当然，也不是说脉冲间隔to越大，加工就越稳定。脉冲间隔过大会使加工速度明显降低，严重时不能连续进给，加工变得不稳定。

4．极性 线切割加工因脉宽较窄，所以都用正极性加工，否则切割速度变低且电极丝损耗增大。

综上所述，电参数对线切割电火花加工的工艺指标的影响有如下规律：

(1)加工速度随着加工峰值电流、脉冲宽度的增大和脉冲间隔的减小而提高，即加工速度随着加工平均电流的增加而提高。实验证明，增大峰值电流对切割速度的影响比用增大脉宽的办法显著。

(2)加工表面粗糙度数值随着加工峰值电流、脉冲宽度的增大及脉冲间隔的减小而增大，不过脉冲间隔对表面粗糙度影响较小。

实践表明，在加工中改变电参数对工艺指标影响很大，必须根据具体的加工对象和要求，综合考虑各因素及其相互影响关系，选取合适的电参数，既优先满足主要加工要求，又同时注意提高各项加工指标。例如，加工精密小零件时，精度和表面粗糙度是主要指标，加工速度是次要指标，这时选择电参数主要满足尺寸精度高、表面粗糙度好的要求。又如加工中、大型零件时，对尺寸的精度和表面粗糙度要求低一些，故可选较大的加工峰值电流、脉冲宽度，尽量获得较高的加工速度。此外，不管加工对象和要求如何，还需选择适当的脉冲间隔，以保证加工稳定进行，提高脉冲利用率。因此选择电参数值是相当重要的，只要能客观地运用它们的最佳组合，就一定能够获得良好的